В Министерстве экономики Тайваня поднят вопрос о создании объектов возобновляемой энергетики. При этом, как сообщает DigiTimes, они будут расположены не на территории острова, а на соседних Филиппинах — энергии не хватает, в том числе для производства чипов, и не исключается передача электричества подводными кабелями или буквально транспортировка морем. Поставщики энергии отчасти приветствуют подобные инициативы, но предупреждают, что строительство потребует тщательного учёта будущих затрат и рисков.

Во-первых, прокладка кабелей и сопутствующей инфраструктуры для передачи энергии обойдётся дороже NT$100 млрд ($3,1 млрд). Более того, не вся «зелёная» энергия одинакова. По информации издания, цены из-за инфляции растут, а крупные покупатели, включая производителей полупроводников, не готовы покупать электричество дороже $0,19 за кВт∙ч. Тем временем ветроэнергия с Филиппин может стоить и $0,25 за кВт∙ч из-за потерь при передаче. Если покупатели откажутся от подобных поставок, под угрозой окажется как энергобезопасность острова, так и доходы инвесторов.

Немалую роль играют и риски последнего времени. Не так давно Филиппины поменяли политику субсидирования бизнеса, из-за чего некоторые зарубежные инвесторы буквально терпят убытки. Компании, рассматривающие возможности инвестиций в Филиппины, могут столкнуться с серьёзными рисками, если филиппинские власти не предоставят надёжных гарантий. Кроме того, филиппинские субсидии на возобновляемую энергетику зависят от компонентов из материкового Китая, поэтому не исключено, что тайваньским генерирующим компаниям доступ к солнечной и ветряной энергии будет ограничен.

Источник изображения: Lin Jhih-Han / Unsplash

Важна и сложность технического обслуживание возможной инфраструктуры — ремонт подводных кабелей из-за инцидентов разной природы может увеличить расходы, а также привести к перебоям с поставками энергии. Например, подводные кабели станут приоритетными целями в условиях вероятного геополитического кризиса. Подводные ВОЛС острова уже пострадали в прошлом году.

Офшорная энергетика острова сегодня в тупике из-за цен, а развитие солнечной ограничено из-за недостатка земли и строгих требований властей к сосуществованию солнечных электростанций и сельскохозяйственных угодий. Лидеры энергоотрасли Тайваня уверены, что заброшенные и недоиспользованные земли острова можно было бы применять для развития солнечной энергетики. Эффективная координация действий между правительственными ведомствами могла бы снизить затраты и риски — тогда не пришлось бы прибегать к инвестициям в зарубежные «зелёные» проекты с высокими рисками.

Источник изображения: Jesse De Meulenaere/unsplash.com

От некоторых масштабных проектов передачи энергии по морскому дну уже пришлось отказаться. Например, в прошлом году Atlassian закрыла проект поставки «зелёного» электричества из Австралии в Сингапур — он тоже столкнулся с проблемами экономической целесообразности, хотя Сингапуру новые мощности не помешали бы. На самом Тайване дефицит электроэнергии мешает, в частности, развитию ИИ ЦОД.

В современном мире электроэнергии не достаёт не только операторам дата-центров. По данным The Register, тайваньский производитель серверов Quanta Computer объявил о покупке трёх комплектов на топливных элементах Bloom Energy — от них будет питаться один из заводов компании в Калифорнии. Местная коммунальная компания фактически расписалась в своём бессилии, объявив, что сможет обеспечить электроснабжение предприятия только через несколько лет.

Ещё два комплекта производитель приобрёл в апреле этого года. Апрельская закупка обошлась компании в $50 млн, а нынешняя — в $80 млн. В предварительном заявлении производителя сообщается, что применение инновационных модульных решений для микросетей, предложенное Bloom Energy, позволит Quanta Computer избежать задержек с поставками электричества. В качестве топлива можгут применяться природный газ, водород или даже биогаз.

В заявлении Quanta не раскрываются спецификации элементов, но известно, что речь идёт о системах Bloom Energy, которые могут масштабироваться от 200 кВт до 20 МВт. Так, вариант Bloom Series 10 предлагает микросеть на 10 МВт, электроэнергия обойдётся в $0,099/кВт∙ч. Bloom Energy уже ведёт дела со многими операторами ЦОД, например AWS и CoreWeave, на объектах которых будут внедряться её топливные ячейки.

Источник изображения: Bloom Energy

Многие отрасли, в первую очередь операторы ЦОД, уже обеспокоены дефицитом электричества. Особенно это касается инфраструктуры, использующей ресурсоёмкие ИИ-ускорители. Не видя более подходящих вариантов, многие обращаются к атомной энергетике — так, недавно Microsoft заключила соглашение о возобновлении работы реактора для своих ЦОД на печальной известной АЭС Three Mile Island в США.

Техасский регулятор Public Utility Commission начал предупреждать операторов дата-центров о необходимости самостоятельно снабжать свои объекты электричеством, хотя бы частично. По данным The Register, бизнесу предлагается не пристраивать ЦОД к электростанциям, а возводить новую электростанцию одновременно с дата-центром.

Представители комиссии считают, что выдача разрешений на строительство в текущей ситуации угрожает дефицитом энергии, поскольку операторы дата-центров готовы скупить всё. Техас и без того страдал от недостатка электричества в отдельные моменты новейшей истории, поэтому заявляется, что изъять ресурсы для дата-центров из общих сетей — непозволительная роскошь, особенно в долгосрочной перспективе.

Многие гиперскейлеры и без того активно участвуют в энергопроектах. Например, AWS в марте согласилась потратить $650 млн на кампус ЦОД в Пенсильвании, подключенный к АЭС Susquehanna. Constellation Energy намерена заново ввести в эксплуатацию АЭС Three Mile Island для продажи энергии Microsoft. Google и Oracle тоже изучают вопрос использования АЭС или SMR для питания будущих гигаваттных дата-центров.

Источник изображения: Casey Horner/unsplash.com

Представители техасских властей уже заявили, что желающие подключиться к местным энергосетям операторы в ближайшие 12–15 месяцев должны будут сами поставлять некоторое количество энергии. По их мнению, IT-гиганты могут позволить себе строительство новых электростанций. А излишки энергии, если таковые будут, от этих станций можно передавать в сети общего пользования.

Многие операторы рассматривают в качестве альтернативы обычным станциям малые модульные реакторы (SMR) вроде разработок NuScale. Но, хотя соответствующих проектов немало, некоторые эксперты допускают, что такие реакторы вообще не заработают — из-за высокой цены и массы технических недостатков, мешающих им заменить решения на ископаемом топливе даже в теории. Во всяком случае, в коммерческой эксплуатации их пока нет.

Источник изображения: Documerica / Unsplash

В то же время AWS, например, рассматривала использование природного газа для электроснабжения некоторых ЦОД в Орегоне. На ирландском рынке ЦОД, где энергии тоже не хватает, Microsoft использует природный газ для питания нескольких дата-центров. Правда, по информации самой Microsoft, электростанция мощностью 170 МВт будет использовать 22 газовых генератора только временами, когда не справляется национальная энергосеть.

В прошлый четверг Министерство энергетики США также анонсировало вложение $1,5 млрд в четыре проекта энергопередачи, которые увеличат ёмкость американских сетей на 7,1 ГВт, что повысит надёжность местных энергетических сетей и, в частности, позволит подключить пока что изолированную энергосеть Техаса (ERCOT) к национальным магистралям.

Microsoft приступила к тестовому использованию экобезопасного «зелёного» водорода, обеспечивающего нулевые выбросы при генерации электроэнергии. Испытания пройдут в дата-центре компании в Дублине (Ирландия) совместно с поставщиком водородных решений ESB. Топливные ячейки мощностью 250 кВт проработают в течение восьми недель.

Точно такие же ячейки проходят испытание и в дублинском ЦОД Equinix. Они рассматриваются в качестве экобезопасной замены дизель-генераторам. Проекты с Microsoft и Equinix являются частью целой серии испытаний в 2024–2025 гг. ESB рассчитывает продемонстрировать универсальность водородных технологий для различных сфер использования.

В Microsoft уверены, что первый эксперимент позволит продемонстрировать, как водородная энергетика сможет помочь декарбонизации IT-индустрии, в частности, ирландских ЦОД. Сейчас в стране фактически действует мораторий на строительство новых дата-центров в районе Дублина, поскольку ЦОД потребляют уже 21 % энергии в стране.

Источник изображения: Microsoft

В Microsoft давно экспериментируют с водородными топливными элементами для ЦОД. В начале 2024 года компания заявила, что совместный проект с Caterpillar в Вайоминге (США) позволил небольшому ЦОД успешно проработать 48 часов на одних только водородных элементах.

Руководство ESB тоже уверено, что «зелёный» водород будет играть важную роль в экобезопасной энергосистеме будущего, а совместный проект с Microsoft продемонстрирует потенциал технологии для дата-центров. Впрочем, в 2023 году Microsoft добилась разрешения на строительство газовой электростанции мощностью 170 МВт в дублинском кампусе. Тогда она заявила, что та будет применяться только для резервного электроснабжения объекта.

Amazon Web Services (AWS) планирует подписать PPA-соглашение о покупке 20 МВт «зелёной» энергии с производителем топливных элементов Bloom Energy. По информации Datacenter Dynamics, сделка заключена с прицелом на открытие нового дата-центра в Кремниевой долине, где ожидается бум строительства ЦОД.

Местная энергетическая компания Silicon Valley Power (SVP) разрешила строительство собственных генерирующих мощностей в Санта-Кларе для удовлетворения растущего спроса со стороны ЦОД. AWS рассчитывает использовать для генерации газ, так что для дата-центра 2315 MCB уже готовится подстанция — объект на четыре трансформатора с номинальной мощностью 99 МВА. Два трансформатора строятся уже сейчас. В документах городских властей сообщается, что ЦОД обычно используют 55 % номинальной мощности. Предполагается, что электричество будет на 50 % дороже в сравнении с текущими тарифами SVP для промышленных предприятий.

Изначально в своём ЦОД AWS намерена освоить 9 МВА, но в течение 10 лет (к 2034 году) мощность должна вырасти до 32 МВА. PPA, заключённые с Bloom Energy, обеспечат дополнительную энергию. Ожидается, что Amazon покроет все расходы, включая оплату работы сотрудников SVP, обслуживание оборудования, закупки газа и прочие издержки. В первый год проект обойдётся в $35 млн, включая взнос в 5 % в городской фонд. Кроме того, включена стоимость REC-кредитов на возобновляемую энергию для «компенсации» использования природного газа.

Источник изображения: Paul Hanaoka/unsplash.com

В ходе собрания, посвящённого проекту, представитель городских властей сообщил, что как минимум четыре дополнительных клиента намерены заключить аналогичные сделки. Ранее AWS заявляла, что будет использовать топливные элементы Bloom Energy в Орегоне на 72 МВт с питанием от природного газа, но в июне от планов пришлось отказаться, из-за местной критики относительно высоких углеродных выбросов.

По данным Управления энергетической информации США (US Energy Information Administration, EIA), при генерации электричества с использованием угля выделяется 1 кг CO₂ на кВт∙ч, нефти — 1,1 кг, а природного газа — 430 г. А вот при использовании солнечных элементов выделяется 48 г/кВт∙ч, энергии ветра — 12 г/кВт∙ч, атомной энергии — 12 г/кВт∙ч.

Ранее в этом месяце инициативная группа сотрудников AWS (AECJ) заявила, что компания искажает сведения о степени экобезопасности её ЦОД, раскритиковав использование REC-сертификатов на возобновляемую энергию. Исследование AECJ показало, что это «низкокачественные» сертификаты, которые никак не способствуют развитию зелёной энергетики — фактически речь идёт о торговле бумажными заявками на электричество, «которое другие люди уже сгенерировали и использовали».

Облачный провайдер CoreWeave намерен внедрять топливные ячейки Bloom Energy в одном из своих дата-центров. Datacenter Dynamics сообщает, что речь идёт о твёрдооксидных топливных элементах (SOFC), которые будут генерировать энергию непосредственно на территории ЦОД Chirisa Technology Parks (CTP) в Иллинойсе.

Топливные элементы должны ввести в эксплуатацию в III квартале 2025 года, но масштаб внедрения технологии пока не разглашается. По словам представителя Bloom Energy, выбор решений компании одним из лидеров ИИ-рынка свидетельствует о зрелости топливных элементов и их важности для ИИ. В самой CoreWeave добавляют, что гордятся новым сотрудничеством, которое поспособствует достижению целей экоустойчивости.

SOFC работают при высоких температурах, из-за чего требуют больше времени на запуск в сравнении с низкотемпературными PEMFC-элементами. Однако запуск SOFC всё равно быстрее, чем газовых турбин или дизельных генераторов, говорит разработчик, а при частичных нагрузках ещё и эффективнее турбин.

Топливные ячейки Bloom могут применяться как параллельно с магистральной энергосетью, дополняя её, так и самостоятельно питать дата-центр, когда это необходимо. В числе клиентов Blool уже есть Intel, Equinix, JPMorgan Chase, Nxtra и AWS. К началу 2024 года компания поставила элементов на 5 ГВт по всему миру. Одним из крупных проектов должно стать оснащение ирландского ЦОД.

Кампус CTP, расположенный на участке площадью 20 га, включает объект YLO-01 (14 МВт, 14,8 тыс. м²), который будет дополнен точно таким же объектом YLO-02. Ещё 13,9 тыс. м², судя по данным на сайте компании, будет построено в будущем.

Источник изображения: Bloom Energy

CoreWeave в настоящее время управляет несколькими регионами: US East (LGA1) в Нью-Джерси, US West (LAS1) в Неваде и US Central (ORD1) в Иллинойсе. Также сообщается о регионах в Рино (RNO2) и US East-02. Ожидается, что концу 2024 года она будет распоряжаться 28 ЦОД, для сравнения — в конце 2023 года речь шла о 14 объектах. Соглашения об аренде заключены с Lincoln Rackhouse, Chirisa, Flexential, TierPoint, Digital Realty, и Core Scientific в США. Также компания расширяет бизнес в материковой Европе, а также Великобритании. Пока имеется подтверждённая информация о сотрудничестве с провайдером EdgeConneX в Испании.

Компания Vertiv подготовила обновлённую модульную систему ИБП Trinergy для дата-центров и других предприятий. По данным Datacenter Dynamics, новинка легко адаптируется к меняющимся нагрузкам ЦОД. Также представлено интегрированное решение PowerNexus, обеспечивающая экономию места — технология позволяет близко размещать собственно ИБП и распределительные устройства.

Модульный дизайн предусматривает использование физически разделённых «ядер» по 500 кВт, каждое с инвертором, выпрямителем, бустером/зарядным устройством и выделенным управлением. Это позволяет каждому модулю работать независимо. Предлагаются варианты на 1500, 2000 и 2500 кВА.

Как утверждают в компании, решение подходит для объектов, предусматривающих использование оборудования с большими нагрузками — вроде HPC- или ИИ-систем. При этом Trinergy может неограниченно долго работать при полной нагрузке и питании от DC-источника. Это особенно удобно при работе с источниками возобновляемой энергии вроде солнечных элементов питания — её можно будет накапливать без преобразования. Кроме того, некоторые ЦОД имеют выделенные DC-сети, что повышает эффективность технологии.

Источник изображения: Vertiv

Новая ИБП-система совместима с хранилищами Vertiv DynaFlex Battery Energy Storage System, способной использовать альтернативные источники энергии в качестве резервных или основных. Trinergy также поддерживает функцию Vertiv Dynamic Grid Support — благодаря этому можно участвовать в т.н. «управлении спросом» в совместимых электросетях, это особенно удобно для регулирования подачи энергии в энергосети общего назначения.

В Vertiv заявляют, что Trinergy превосходит требования Tier IV, для которых требуется работа без сбоев 99,9994 % времени. Trinergy обеспечивает доступность на уровне 99,99999998 %. Другими словами, допустимый простой для Trinergy составляет 30 секунд за 10 лет, а для стандарта Tier IV — 8 часов за тот же срок.

Американское министерство энергетики (DOE) намерено инвестировать $100 млн в проекты, предусматривающие применение батарей без использования лития. По данным Datacenter Dynamics, оно уже выпустило т.н. «уведомление о намерениях», предусматривающих финансирование нескольких демонстрационных энергопроектов, акцентирующих внимание на «нелитиевых» технологиях, решениях со временем разрядки 10+ часов и стационарных энергохранилищах.

Подобные системы могут стать важным элементом перехода на возобновляемые источники энергии для дата-центров и сетевых поставщиков электроэнергии, поскольку смогут помогать захватывать и сохранять солнечную или ветряную энергию и отдавать её по мере необходимости, в том числе ночью или в штиль. Кроме того, подобные технологии можно будет использовать для подпитки энергосетей в случае экстренной необходимости.

В DOE считают, что США понадобится ещё 700–900 «зелёных» ГВт для того, чтобы страна добилась нулевых выбросов к 2050 году. При этом нынешние сети уже включают кратковременные хранилища энергии, но рост мощностей возобновляемых источников может привести к ужесточению требований к системам хранения. Системы длительного хранения энергии (LDES), по мнению чиновников, должны сыграть ключевую роль в создании энергетических резервов, необходимых для обеспечения стабильности работы энергосетей.

Источник изображения: Federico Beccari/unsplash.com

За финансирование отвечает Управление по демонстрации экологически чистой энергии (Office of Clean Energy Demonstrations, OCED). Предполагается поддержать от 3 до 15 проектов, которые получат $5–20 млн. Но должны найтись и частные соинвесторы, готовые вложить в каждый выбранный проект аналогичную сумму. Предполагается, что гранты помогут в развитии технологий, позволят довести опытные разработки до промышленной реализации, поспособствуют проведению практических испытаний и развитию цепочек поставок. При этом отобраны будут проекты, которые наиболее близки к стадии коммерциализации.

Промышленные аккумуляторы без лития, которые подходят для резервного питания крупных объектов, уже существуют. Недавно американский стартап Unigrid привлёк $12 млн для разработки найтрий-ионных АКБ. А ZincFive и FDK создают никель-цинковые батареи.

Американские гиперскейлеры призывают ирландское правительство позволить строить собственные частные линии электропередач. Datacenter Dynamics сообщает, что такие энергетические магистрали свяжут дата-центры с объектами возобновляемой энергетики. Благодаря этому можно будет вновь строить дата-центры близ ирландской столицы.

Фактически в районе «Большого Дублина» действует мораторий на строительство новых кампусов ЦОД. Государственный оператор энергосетей EirGrid заявил, что пока не будет принимать заявки на подключение новых объектов соответствующего типа до 2028 года. В Ирландии, как и в Нидерландах, больше не рады гиперскейлерам.

Но если верить последним сведения, Google, Amazon и Microsoft намерены добиться от властей разрешения напрямую связать свои дата-центры с солнечными и ветряными электростанциями. Компании уверены, что это снизит нагрузку на уже существующие линии в Дублине. Пока же строить линии электропередач в Ирландии имеет право лишь государственная структура Electricity Supply Board (ESB), но гиперскейлеры уверены, что у них получится сделать то же самое дешевле и быстрее.

Источник изображения: Gabriel Ramos/unsplash.com

После начала публичных слушаний в прошлом году ирландское правительство пообещало обнародовать политику относительно частных ЛЭП ещё в I квартале 2024 года, но так и не сделало этого. Пока действует мораторий, компании ищут альтернативы. Так, Microsoft и Vantage предпочли построить собственные ТЭС на территории своих кампусов. Изучаются и возможность питания от топливных ячеек и создания энергохранилищ.

В соседней Великобритании энергокомпания Octopus, по слухам, построит собственные мачты линий электропередач, чтобы помочь расширить местные электросети. Провайдер уже ведёт переговоры с регулятором Ofgem и надеется, что оператор National Grid откажется от монополии в Англии и Уэльсе.

Dominion Energy в прошлом году подключила к энергосети в Вирджинии — крупнейшем в мире рынке ЦОД — 15 дата-центров общей ёмкостью 933 МВт. По данным Datacenter Dynamics, в 2024 году электроснабжение получат ещё столько же ЦОД, суммарная ёмкость которых пока не подсчитана. А всего с 2019 года Dominion Energy подключила в Северной Вирджинии 94 дата-центра общей ёмкостью 4 ГВт. Для сравнения — ёмкость ЦОД Microsoft по всему миру только недавно превысила 5 ГВт.

В докладе Dominion Energy за 2023 год сообщается, что на дата-центры приходится 24 % продаж электричества дочерней Virginia Power, тогда как в 2022 году их доля была 21 %. При этом подчёркивается, что спрос отдельных ЦОД вырос с приблизительно с 30 МВт до 60–90 МВт, а запросы кампусов выросли с 300 МВт до «нескольких гигаватт». При этом на максимальное потребление они теперь выходят не за 4–5 лет, а всего за 2–3 года, причём в дальнейшем нагрузка только увеличится.

Источник изображения: American Public Power Association/unsplash.com

American Electric Power (AEP) получила запросы на поставку до 15 ГВт, львиная доля которых приходится на ЦОД. Драйверами спроса служат гиперскейлеры вроде AWS и Google. Компания имеет мощности около 38 ГВт и готова инвестировать более $27 млрд в линии электропередач и системы распределения энергии в следующие пять лет. Она ожидает увеличение капитальных издержек в будущем, связанных с ростом потребления энергии ЦОД.

Public Service Enterprise Group (PSEG) ведёт переговоры о строительстве ЦОД ёмкостью 50–100 МВт рядом со своими АЭС. Наконец, отвечающая за электропередачу компания PJM заявила, что располагает достаточными ресурсами для того, чтобы удовлетворить спрос летом 2024 года. Однако она предупреждает о проблемах в будущем из-за того, что для замены 1 МВт энергии от обычных электростанций на ископаемом топливе, которые активно выводятся из эксплуатации, фактически требуется несколько МВт из возобновляемых источников из-за нестабильности последних.

Проблема энергоснабжения ЦОД в США вообще и Северной Вирджинии в частности носит системный характер. В апреле сообщалось, что «зелёные» энергопроекты не смогут «прокормить» ИИ на крупнейшем в мире рынке ЦОД, причём тревогу поставщики бьют уже не первый год. Если ситуацию не удастся оперативно исправить, то дефицит энергии может привести к сокращению ИИ-нагрузок или даже к постройке ТЭС непосредственно на территории кампусов, как это уже происходит в Европе.